Sommaire

  • Conception bioclimatique : une volumétrie générale compacte
  • Conception bioclimatique : des protections d’été
  • Inertie thermique dans une conception bioclimatique
  • Conception bioclimatique : ventilation et étanchéité

La conception bioclimatique d’une construction vise à mettre en œuvre les grands principes du bioclimatisme : obtenir, avec un minimum d’équipements techniques, un confort thermique naturel en conformant la construction à son environnement naturel (climat, vents, végétation).

Quelles sont les caractéristiques d'une construction correspondant à ces principes ? On fait le point.

 

Conception bioclimatique : une volumétrie générale compacte

L’implantation de la construction ayant été choisie pour un maximum d’ensoleillement, il faut définir sa volumétrie générale en prenant en compte le fait que plus la construction est compacte, moins les surfaces de déperdition thermique des murs et des toitures sont importantes pour un même volume utilisable et donc à chauffer.

Surfaces vitrées au sud

La façade sud (+ ou – 30°) est la plus favorable pour gérer les apports solaires.

Les surfaces vitrées sud ne devront généralement pas être supérieures à 25 % de la surface habitable concernée. Au-delà, il y a risque de surchauffe en hiver et en demi-saison.

En hiver, c’est la plus ensoleillée, avec un soleil qui se lève plein est, monte à 30° environ au-dessus de l’horizon au sud et se couche plein ouest. Le soleil est efficace :

  • en traversant bien les vitrages avec un angle d’incidence élevé par rapport à la surface verticale des vitres ;
  • en apportant beaucoup de lumière (les besoins d’éclairage font partie de la RT 2012) en pénétrant profondément dans les pièces.

En été, c’est la moins ensoleillée, hormis la façade nord, avec un soleil qui se lève au nord-est, monte à 60° environ au sud et se couche au nord-ouest. Le soleil est peu efficace et facile à masquer parce qu’il est haut :

  • son angle d’incidence avec les vitrages est réduit (il est fortement réfléchi) ;
  • il est facile de s’en protéger par des protections solaires.

Pièces de vie au sud

La répartition des pièces la meilleure est la suivante :

  • les pièces de vie seront prioritairement au sud ;
  • les pièces de service à faible temps d’occupation au nord.

Conception bioclimatique : des protections d’été

Il est impératif d’avoir des protections solaires pour les vitrages est, ouest et sud, afin d'éviter les surchauffes d’été mais aussi de demi-saison.

Éléments d’ombrage intégrés

Les éléments d’ombrage intégrés au bâti ont l’avantage de ne pas nécessiter de manipulations. Ce sont généralement des "casquettes", ou plutôt des "visières" disposées au-dessus des baies :

  • pare-soleil en bois, métal, toile, végétation en treille, etc. ;
  • éléments du bâti tels qu’un débord de toiture, un balcon ;
  • éléments verticaux tels qu’un treillage vertical en avant de la façade.

Végétation

La végétation à feuilles caduques apporte de l’ombre, mais aussi du froid par évaporation :

  • Les arbres : il seront à feuilles caduques et serviront à mettre la façade sud à l’ombre, à rafraîchir le devant la maison et à protéger de l’ensoleillement d’après-midi.
  • Les treillages : c'est la solution idéale en remplacement des arbres de hautes tiges. Un treillage vertical devant la façade sud est excellent, car non seulement il met à l’ombre les vitrages sud uniquement en saison chaude, mais en plus il crée un rideau de fraîcheur. D’autres formes sont possibles : la pergola, la treille.

Inertie thermique dans une conception bioclimatique

Principes

L’inertie thermique, c’est la capacité d’une masse de matériau à stocker des calories ou des frigories et à les restituer dans un laps de temps conséquent.

Le temps entre le stockage et la restitution de l’énergie est le "déphasage" : il dépend directement de l’inertie et des masses mises en jeu.

En bioclimatisme on cherchera a minima un déphasage de 12 heures, qui permet en hiver de déphaser les apports de calories solaires sur la nuit, ou en été les frigories stockées la nuit pour rafraîchir le jour.

Intégration au bâti

Il est économique que la masse des matériaux faisant l’inertie provienne des matériaux mis en œuvre pour les murs, les dalles, les plafonds, les cloisons, etc.

Les matériaux lourds tels que le béton, la pierre, la brique prévalent sur les matériaux légers tels que le bois.

Aspect de surface des éléments de stockage

Pour qu’un matériau absorbe l’énergie d’un ensoleillement direct, il faut qu’il soit mat et foncé. A contrario, pour qu’il n’absorbe pas il faut qu’il soit brillant (réflecteur) et/ou blanc.

En jouant sur ces aspects de surface, on peut "choisir" de renvoyer plus loin les effets des rayonnements solaires directs et également de privilégier ou non l’absorption de calories par tel ou tel élément de construction.

Disposition

La facilité de mise en œuvre favorise l’usage du bétonpour faire de l’inertie. Le positionnement à privilégier, ce sont les murs (voir le système "thermibloc").

Puis viennent les dallages sur hérisson avec une isolation en sous-face ou périmétrique et verticale. Enfin les planchers intermédiaires.

Conception bioclimatique : ventilation et étanchéité

Ventilation de nuit en été

En été, pour rafraîchir une maison, il est nécessaire de la refroidir la nuit par une ventilation traversante. Les frigories apportées seront stockées par les matériaux à inertie.

Le principe est d’avoir des petites ouvertures dans la façade au vent dominant et des grandes ouvertures dans la façade opposée (effet venturi).

Si le vent dominant est de secteur nord, c’est l’idéal, avec des petites ouvertures au nord et des grandes baies d’ensoleillement au sud.

Étanchéité à l’air

La RT 2012 impose une étanchéité à l’air du bâti qui s’accompagne d’une ventilation mécanique contrôlée (VMC). Idem pour le label Passsivhaus (maison passive).

Sur ce point, il n'y a aucune différence entre une maison bioclimatique et une maison passive, puisque l'étanchéité est réglementée. Par contre pour la ventilation, la différence est de taille pour le confort des habitants :

  • Une maison passive, c’est comme un réfrigérateur : un volume très fortement isolé et tempéré par quelques équipements légers. Mais il ne faut pas laisser la porte ouverte sous peine de voir les frigories ou les calories s’échapper avec le courant d’air. D’où un contrôle serré de la ventilation.
  • Une maison bioclimatique, en intégrant l’inertie, tient plus de la grotte à température constante. On peut ouvrir portes et fenêtres sans perdre toutes les calories ou frigories. Elle sera donc plus librement ventilable, confortable et agréable à vivre en conservant naturellement sa température.

Pour en savoir plus :

  • Des propositions de plans pour une maison bioclimatique : une ressource que vous trouverez sur notre site.
  • Comment est conçue l'isolation d'une maison "bioclimatique" ? On vous informe.
  • Une maison passive respecte l'environnement... mais pas toujours notre budget. La solution est peut-être l'achat d'une maison passive en kit... On vous dit comment faire et à quel prix.

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